(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
需要地の機器群に供給された交流電力から空調機で使用された電力を推定する使用電力推定装置であって、
前記機器群のうち前記空調機の使用電力が変化する時間帯として予め設定されている空調変化時間帯の前記交流電力の変化に基づいて、有効電力の値と無効電力の値とを成分とする空調系単位電力ベクトルを生成する単位電力ベクトル生成手段と、
前記単位電力ベクトル生成手段によって生成された空調系単位電力ベクトルを用いて、前記空調機によって使用された電力を推定する推定手段と、
を備えることを特徴とする使用電力推定装置。
【請求項２】
前記空調変化時間帯として、空調機の使用電力が変化する前の第１の時間帯と変化した後の第２の時間帯とが設定されており、
前記単位電力ベクトル生成手段は、前記第１の時間帯に前記機器群に供給された交流電力の平均から第１電力ベクトルを生成し、前記第２の時間帯に前記機器群に供給された交流電力の平均から第２電力ベクトルを生成し、前記第１電力ベクトルと前記第２電力ベクトルとの差分ベクトルを求め、該差分ベクトルから前記空調系単位電力ベクトルを生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の使用電力推定装置。
【請求項３】
前記単位電力ベクトル生成手段は、前記機器群のうち非空調機の使用電力が変化する時間帯として予め設定されている非空調変化時間帯の前記交流電力の変化に基づいて、有効電力の値と無効電力の値とを成分とする非空調系単位電力ベクトルを生成し、
前記推定手段は、前記単位電力ベクトル生成手段によって生成された空調系単位電力ベクトルと非空調系単位電力ベクトルとを用いて、前記空調機によって使用された電力を推定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の使用電力推定装置。
【請求項４】
前記非空調変化時間帯として、非空調機の使用電力が変化する前の第３の時間帯と変化した後の第４の時間帯とが設定されており、
前記単位電力ベクトル生成手段は、前記第３の時間帯に前記機器群に供給された交流電力の平均から第３電力ベクトルを生成し、前記第４の時間帯に前記機器群に供給された交流電力の平均から第４電力ベクトルを生成し、前記第３電力ベクトルと前記第４電力ベクトルとの差分ベクトルを求め、該差分ベクトルから前記非空調系単位電力ベクトルを生成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の使用電力推定装置。
【請求項５】
前記単位電力ベクトル生成手段は、
前記機器群に供給される交流電力の値の相関に基づいて、前記交流電力を計測した日付をグループに分類し、
前記グループ毎に、グループに属する日付における前記交流電力の変化に基づいて前記空調系単位電力ベクトルを生成し、
前記推定手段は、
推定対象とする前記交流電力の計測日に合致する前記グループを判別し、
判別したグループの前記空調系単位電力ベクトルを用いて、前記空調機によって使用された電力を推定する、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の使用電力推定装置。
【請求項６】
前記推定手段は、
前記空調系単位電力ベクトルを用いて、前記交流電力を有効電力と無効電力との線形和に分解するためのパラメータを算出し、
前記空調系単位電力ベクトルと算出したパラメータとを用いて、前記空調機によって使用された有効電力の値を推定する、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の使用電力推定装置。
【請求項７】
需要地の機器群に供給された交流電力から空調機で使用された電力を推定する使用電力推定方法であって、
単位電力ベクトル生成手段が、前記機器群のうち前記空調機の使用電力が変化する時間帯として予め設定されている空調変化時間帯の前記交流電力の変化に基づいて、有効電力の値と無効電力の値とを成分とする空調系単位電力ベクトルを生成する単位電力ベクトル生成ステップと、
推定手段が、前記単位電力ベクトル生成ステップで生成された空調系単位電力ベクトルを用いて、前記空調機によって使用された電力を推定する推定ステップと、
を備えることを特徴とする使用電力推定方法。
【請求項８】
需要地の機器群に供給された交流電力から空調機で使用された電力を推定するコンピュータを、
前記機器群のうち前記空調機の使用電力が変化する時間帯として予め設定されている空調変化時間帯の前記交流電力の変化に基づいて、有効電力の値と無効電力の値とを成分とする空調系単位電力ベクトルを生成する単位電力ベクトル生成手段、
前記単位電力ベクトル生成手段によって生成された空調系単位電力ベクトルを用いて、前記空調機によって使用された電力を推定する推定手段、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機の使用電力量を推定する使用電力推定装置、使用電力推定方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物内の機器のうち、空調機が占める使用電力量の割合は大きい。従って、建物の省エネ化を実現するためには、空調機の使用電力量を他の機器と区別して個別に計測することが重要である。
【０００３】
しかしながら、規模が小さかったり古いビルディング（中小ビル）では、空調機は、専用の空調系統ではなく、照明等と同じ系統（例えば、通常のコンセント）に接続されている場合が多い。このような中小ビルでは、空調機以外の機器（例えば電灯等）を含む設備全体の使用電力量しか計測できないおそれがあった。
【０００４】
なお、このような中小ビルでも、空調機の受電点毎に個別に電力センサを設ければ、空調機の使用電力量を個別に計測することが可能である。しかしながら、この場合、空調機の数だけ電力センサを新たに設ける必要があり、センサ設置に伴う手間やコストが増大してしまうという問題があった。
【０００５】
また、設備全体で消費される電力から、空調機等によって消費される電力をある程度推定する技術も提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の装置では、発熱主体の電気機器群とその他の電気機器群との電力ベクトル座標における回帰直線に基づいて、測定電力ベクトルの非ヒーター系電力ベクトル成分とヒーター系電力ベクトル成分とを求める。そして、求めた電力ベクトル成分に基づいて、設備全体の使用電力から、各電気機器群の使用電力を推定する。これにより、空調機等によって消費される電力は、その他の電気機器群の総消費電力として推定することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１１６２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の装置を用いる場合には、予め、対象とする電気機器群を構成する機器毎に有効電力及び無効電力を測定して電力ベクトル座標における回帰直線を求め、対象機器群毎に電力ベクトルを求めておく必要があった。しかしながら、電気機器群を構成する多数の機器の各々について、有効電力と無効電力とを予め測定することは、非常に繁雑な作業である。そのため、空調機等によって消費される電力を推定することが困難となるおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、空調機によって使用される電力を容易に推定する使用電力推定装置、使用電力推定方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の使用電力推定装置は、
需要地の機器群に供給された交流電力から空調機で使用された電力を推定する使用電力推定装置であって、
前記機器群のうち前記空調機の使用電力が変化する時間帯として予め設定されている空調変化時間帯の前記交流電力の変化に基づいて、有効電力の値と無効電力の値とを成分とする空調系単位電力ベクトルを生成する単位電力ベクトル生成手段と、
前記単位電力ベクトル生成手段によって生成された空調系単位電力ベクトルを用いて、前記空調機によって使用された電力を推定する推定手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機器群に供給される交流電力から、空調機によって使用される電力を容易に推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る使用電力推定装置を備えたシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る使用電力推定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】電力データベースに記憶されるデータの例を示す図である。
【図４】グループデータベースに記憶されるデータの例を示す図である。
【図５】単位電力ベクトルデータベースに記憶されるデータの例を示す図である。
【図６】推定結果データベースに記憶されるデータの例を示す図である。
【図７】単位電力ベクトル生成処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】グループ化処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】推定処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】表示装置に表示される画面の例を示す図である。
【図１１】グループ化をしない場合における単位電力ベクトル生成処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。
【００１３】
本発明の実施形態に係る使用電力推定装置１０は、図１に示すように、中小ビル（需要地）の受電設備Ｃ１内に設置されている。受電設備Ｃ１は、電力会社から供給された交流電力を中小ビルの機器群に配電するための変電を行うキュービクル式高圧受電設備である。使用電力推定装置１０は、同じく受電設備Ｃ１内に設置されている電圧センサ２１〜２３及び電流センサ３１〜３３から出力された測定値に基づいて、中小ビル内の機器群のうちの空調機で使用される電力を推定し、推定結果を表示装置４０に出力する。なお、この中小ビルは、一般的な会社のオフィスとして利用されている。
【００１４】
なお、電圧センサ２１〜２３、及び電流センサ３１〜３３はいずれも、クランプ式のセンサであり、受電設備Ｃ１内の高圧交流負荷開閉器とトランスとを接続する電線に配設される。
【００１５】
電圧センサ２１〜２３の各々は、変圧器等から構成され、中小ビルの機器群に印加される三相交流の各相の電圧を測定する。電流センサ３１〜３３の各々は、この三相交流の各相の電流を測定する。電圧センサ２１〜２３、及び電流センサ３１〜３３は、中小ビルの機器群全体の電圧、電流を測定するものである。
【００１６】
表示装置４０は、例えば、パーソナルコンピュータであり、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示デバイス及びキーボード等の入力デバイスを有している。表示装置４０は、使用電力推定装置１０による推定の結果を、通信線を介して取得する。そして、表示装置４０は、使用電力推定装置１０のユーザ（例えば、中小ビルのオーナー）に対して、推定の結果をグラフィカルに表示する。
【００１７】
続いて、本発明の実施形態に係る使用電力推定装置１０の構成について説明する。使用電力推定装置１０は、図２に示すように、主記憶部１１と、補助記憶部１２と、入力部１３と、出力部１４と、時計部１５と、通信部１６と、制御部１７とを備える。主記憶部１１と、補助記憶部１２と、入力部１３と、出力部１４と、時計部１５と、通信部１６とはいずれも、内部バス１８を介して制御部１７に接続されている。
【００１８】
主記憶部１１は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。主記憶部１１には、補助記憶部１２に記憶されているプログラム１２１がロードされる。また、主記憶部１１は、制御部１７がプログラム１２１を実行するための作業領域として用いられる。
【００１９】
補助記憶部１２は、例えばフラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリ等から構成される。補助記憶部１２は、プログラム１２１や日付定義データ１２２等の種々のデータを記憶する。なお、日付定義データ１２２は、各日付の曜日や、休日や稼働日であるか否か等を定義するデータである。補助記憶部１２は、制御部１７からの指示に従い、制御部１７にデータを供給するとともに、制御部１７から供給されたデータを記憶する。
【００２０】
また、補助記憶部１２は、電力データベース（ＤＢ）１２３、グループデータベース（ＤＢ）１２４、単位電力ベクトルデータベース（ＤＢ）１２５、及び、推定結果データベース（ＤＢ）１２６を有している。これらのデータベースはいずれも、例えばリレーショナルデータベースであり、表形式でデータを管理している。補助記憶部１２は、制御部１７の指示に従って、各データベース１２３〜１２６の内容を読み出し、書き込み、変更し、又は削除する。
【００２１】
電力ＤＢ１２３には、中小ビルの機器群に供給された交流電力の値が所定の時間毎に記録される。具体的には、図３に示すように、電力ＤＢ１２３には、電力ＩＤ、計測日時、有効電力、及び、無効電力が対応付けられた電力データが格納される。
【００２２】
グループＤＢ１２４は、中小ビルの機器群に供給された交流電力が計測された各日付のグループを定義するデータベースである。具体的には、図４に示すように、グループＤＢ１２４には、作成されたグループ毎に、グループＩＤ、作成時刻、構成日付、及び、グループ属性が対応付けられたグループデータが格納される。なお、構成日付は、このグループに属する日付を示す。また、グループ属性は、このグループに属する各日付がどのような日付であるかを示す。
【００２３】
例えば、図４に示すグループＩＤ「Ｇ１」のグループデータから、このグループに属する日付は、「２０１２年１２月２日、９日、１６日、２３日、３０日」であることがわかる。また、このグループのグループ属性から、このグループに属する日付は日曜日であることがわかる。
【００２４】
単位電力ベクトルＤＢ１２５には、グループＤＢ１２４で定義されている各グループ毎に、グループに属する日付に測定された電力データから生成した単位電力ベクトルが格納される。なお、本実施形態では、単位電力ベクトルは、空調系単位電力ベクトルと非空調系単位電力ベクトルとから構成される。また、これらの単位電力ベクトルはいずれも、有効電力の値と無効電力の値とを成分とする長さが１のベクトルである。具体的には、図５に示すように、単位電力ベクトルＤＢ１２５には、ベクトルＩＤと、生成日時と、グループＩＤと、空調系単位電力ベクトルの有効電力成分及び無効電力成分と、非空調系単位電力ベクトルの有効電力成分及び無効電力成分とが記憶される。
【００２５】
推定結果ＤＢ１２６には、後述する使用電力推定処理によって推定された空調機および非空調機の使用電力の値が記録される。具体的には、推定結果ＤＢ１２６には、図６に示すように、推定結果ＩＤと、日時と、空調系有効電力と、非空調系有効電力からなるデータが書き込まれる。
【００２６】
図２に戻り、入力部１３は、例えば操作キーやスイッチ等から構成される。入力部１３は、使用電力推定装置１０のユーザによって入力された情報を、制御部１７へ通知する。出力部１４は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やスピーカ等から構成される。出力部１４は、制御部１７の指示に従って、使用電力推定装置１０のユーザに対して種々の情報を提示する。
【００２７】
時計部１５は、例えば水晶発振器等から構成される。時計部１５は、制御部１７からの要求に応じて、現在時刻を制御部１７に通知する。
【００２８】
通信部１６は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェース及びＡ／Ｄ変換器等から構成される。通信部１６は、電圧センサ２１〜２３及び電流センサ３１〜３３から送信されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換して制御部１７へ送信することにより、電圧及び電流の測定値を制御部１７へ通知する。また、通信部１６は、制御部１７による推定の結果を表示するための信号を、表示装置４０へ送信する。
【００２９】
制御部１７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成される。制御部１７は、補助記憶部１２に記憶されているプログラム１２１を主記憶部１１にロードして実行することにより、使用電力推定装置１０の各部を制御する。また、制御部１７は、機能的に、電力算出部１７１と、単位電力ベクトル生成部１７２と、推定部１７３とを備える。
【００３０】
電力算出部１７１は、所定の時間毎（例えば、１分毎）に、電圧センサ２１〜２３及び電流センサ３１〜３３の計測値に基づいて、電線から中小ビルの機器群全体に供給される交流電力の有効電力及び無効電力の値を算出し、電力ＤＢ１２３に蓄積記憶する。
【００３１】
具体的には、電力算出部１７１は、通信部１６を介して、電圧センサ２１〜２３及び電流センサ３１〜３３から瞬時電圧及び瞬時電流の値を取得する。この瞬時電圧及び瞬時電流の値は、商用周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）より十分に大きなサンプリング周波数で測定された電圧及び電流の値である。そして、電力算出部１７１は、取得した瞬時電圧及び瞬時電流の値を掛け合わせることで、瞬時電力の値を算出する。そして、電力算出部１７１は、商用周波数の１周期における瞬時電力の値の平均値を、有効電力の値として算出する。
【００３２】
また、電力算出部１７１は、商用周波数の１周期における瞬時電圧及び瞬時電流それぞれの値の二乗平均平方根を、電圧及び電流それぞれの実効値として算出する。電力算出部１７１は、算出した電圧の実効値と電流の実効値とを掛け合わせることで、皮相電力の値を算出する。そして、電力算出部１７１は、この皮相電力の二乗の値から有効電力の二乗の値を減算して得られる値の平方根を、無効電力の値として算出する。
【００３３】
そして、電力算出部１７１は、算出した有効電力及び無効電力の値、これらの値が算出された時刻、並びに新たに連番で発行した電力ＩＤを対応付けた電力データを、電力ＤＢ１２３に登録する。これにより、電力ＤＢ１２３には、図３に示すような電力データが書き込まれる。
【００３４】
単位電力ベクトル生成部１７２は、電力ＤＢ１２３に格納されている電力データが示す電力値の相関に基づいて、電力データが計測された日付をグループに分類する。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、グループ毎に、グループに属する日付の電力データの時間変化に基づいて、単位電力ベクトルを生成し、単位電力ベクトルＤＢ１２５に登録する。
【００３５】
推定部１７３は、単位電力ベクトル生成部１７２が生成した単位電力ベクトルを用いて、中小ビルの機器群全体に供給される交流電力から、空調機で使用される電力を推定する。
【００３６】
なお、電力算出部１７１、単位電力ベクトル生成部１７２、及び、推定部１７３が実行する処理の詳細については後述する。
【００３７】
続いて、使用電力推定装置１０の制御部１７によって実行される処理の動作について説明する。使用電力推定装置１０によって実行される処理は、空調機の使用電力を推定するために用いられる単位電力ベクトルを生成する単位電力ベクトル生成処理と、生成した単位電力ベクトルを用いて空調機の使用電力を推定する推定処理と、の２つの処理に大別される。なお、この２つの処理とは別に、電力算出部１７１は、所定の時間毎（例えば１分毎）に、中小ビルの機器群全体に供給される交流電力（有効電力、無効電力）を算出して、その電力データを電力ＤＢ１２３に登録する処理をバックグラウンドで実行している。
【００３８】
（単位電力ベクトル生成処理）
始めに、単位電力ベクトル生成処理について説明する。使用電力推定装置１０の単位電力ベクトル生成部１７２は、電力ＤＢ１２３に所定期間分（例えば１ヶ月分）の電力データが蓄積された場合、又は、前回の単位電力ベクトル生成処理から所定期間（例えば１ヶ月）が経過した場合に、図７のフローチャートに示す単位電力ベクトル生成処理を実行する。
【００３９】
まず、単位電力ベクトル生成部１７２は、電力データ同士の相関に基づいて、電力データを測定した各日を複数のグループに分類するグループ化処理を実行する（ステップＳ１０１）。グループ化処理の詳細については、図８のフローチャートを参照して説明する。
【００４０】
グループ化処理が開始されると、まず、単位電力ベクトル生成部１７２は、グループＤＢ１２４に登録されている全てのグループデータを消去する（ステップＳ１０１１）。
【００４１】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、電力ＤＢ１２３に記憶されている電力データのうち、直近１ヶ月間に測定した電力データを取得する（ステップＳ１０１２）。なお、電力データを取得する期間は任意であり、例えば、直近３ヶ月や直近６ヶ月間に測定した電力データを取得してもよい。
【００４２】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、直近１ヶ月間の各日付のうち、取り得る２つの日付の組全てで、その組を構成する各日付に測定された電力データが示す使用電力の値同士を比較して相関を分析し、相関係数を算出する（ステップＳ１０１３）。即ち、１ヶ月を３０日とすると、この処理により、３０Ｃ２（４３５）通りの日付の組に対して、相関係数が算出される。
【００４３】
なお、相関係数をどのような手法で算出するかは任意である。例えば、単位電力ベクトル生成部１７２は、組を構成する各日付の電力データから、同時刻に測定された使用電力の差の絶対値の平均値を求め、その平均値の逆数を相関係数として算出すればよい。
【００４４】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、相関係数が所定値以上ある日付の組を１つ選択する（ステップＳ１０１４）。ここでは、日付Ａと日付Ｂとの組を選択したものとして、以下説明する。
【００４５】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、日付Ａと所定値以上の相関係数を持つ未選択の日付を１つ選択して、その日付を新たな日付Ａとする。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、その新たな日付Ａに対して所定値以上の相関係数を持つ未選択の日付を１つ選択し、その日付を新たな日付Ａとする処理を、そのような日付を選択できなくなるまで繰り返す（ステップＳ１０１５）。
【００４６】
同様に、単位電力ベクトル生成部１７２は、日付Ｂと所定値以上の相関係数を持つ未選択の日付を１つ選択して、その日付を新たな日付Ｂとする。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、その新たな日付Ｂに対して所定値以上の相関係数を持つ未選択の日付を１つ選択し、その日付を新たな日付Ｂとする処理を、そのような日付を選択できなくなるまで繰り返す（ステップＳ１０１６）。
【００４７】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、日付定義データ１２２を参照して、今回のステップＳ１０１４〜ステップＳ１０１６の処理で選択した各日付（日付Ａ及び日付Ｂ）に共通するグループ属性を特定する（ステップＳ１０１７）。例えば、単位電力ベクトル生成部１７２は、選択した日付が全て日曜日であれば、グループ属性「日曜日」と判別する。なお、単位電力ベクトル生成部１７２は、選択した日付のうち所定割合以上（例えば８割以上）の日付で合致するグループ属性があれば、そのグループ属性を特定してもよい。なお、その場合、単位電力ベクトル生成部１７２は、合致しない日付は、未選択として扱う。
【００４８】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０１４〜ステップＳ１０１６で選択した日付（日付Ａ、日付Ｂ）を１つのグループとして定義するグループデータを作成して、グループＤＢ１２４に登録する（ステップＳ１０１８）。なお、このグループのグループ属性は、ステップＳ１０１７で特定したものと同じにする。
【００４９】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、相関係数が所定値以上の日付の組のうち、どのグループにも所属していない組があるか否かを判別する（ステップＳ１０１９）。
【００５０】
どのグループにも所属していない相関係数が所定値以上の日付の組がある場合（ステップＳ１０１９；Ｙｅｓ）、単位電力ベクトル生成部１７２は、その組を構成する日付、および、該日付と相関が高い日付を新たなグループとしてグループＤＢ１２４に登録する処理を繰り返す（ステップＳ１０１４〜ステップＳ１０１８）。相関が所定値以上の日付の組が全て何れかのグループに所属している場合（ステップＳ１０１９；Ｎｏ）、グループ化処理は終了する。
【００５１】
なお、電力データが示す電力値の相関からどのように各日付をグループに分類するかは任意であり、クラスター分析等の他の手法で各日付をグループに分類してもよい。
【００５２】
図７に戻り、ステップＳ１０１のグループ化処理が終了すると、単位電力ベクトル生成部１７２は、グループ毎に、グループに属する日付に計測された電力データから単位電力ベクトルを作成する。具体的には、まず、単位電力ベクトル生成部１７２は、未処理のグループ（即ち、今回の単位電力ベクトル作成処理で単位電力ベクトルを生成していないグループ）を１つ選択する（ステップＳ１０２）。
【００５３】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０２で選択したグループに属する日毎に、朝時間電力ベクトルを生成する（ステップＳ１０３）。なお、朝時間電力ベクトルは、朝時間帯（１０時〜１２時）における、機器群に供給される交流電力の有効電力の平均値と無効電力の平均値とを成分とするベクトルである。
【００５４】
具体的には、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０２で選択したグループに属する各日付毎に、該日付の１０時〜１２時に計測された電力データを特定する。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、各日付毎に、特定した電力データが示す有効電力の平均値と無効電力の平均値とを算出して、朝時間電力ベクトルとして補助記憶部１２に一時的に記憶する。
【００５５】
同様に、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０２で選択したグループに属する日毎に、昼時間電力ベクトルを生成する（ステップＳ１０４）。なお、昼時間電力ベクトルは、昼時間帯（１４時〜１６時）における、機器群に供給される交流電力の有効電力の平均値と無効電力の平均値とを成分とするベクトルである。
【００５６】
同様に、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０２で選択したグループに属する日毎に、残業時間電力ベクトルを生成する（ステップＳ１０５）。なお、残業時間電力ベクトルは、残業時間帯（１９時〜２０時）における、機器群に供給される交流電力の有効電力の平均値と無効電力の平均値とを成分とするベクトルである。
【００５７】
同様に、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０２で選択したグループに属する日毎に、帰宅時間電力ベクトルを生成する（ステップＳ１０６）。なお、帰宅時間電力ベクトルは、帰宅時間帯（２２時〜２３時）における、機器群に供給される交流電力の有効電力の平均値と無効電力の平均値とを成分とするベクトルである。
【００５８】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０２で選択したグループに属する日付に計測された電力データから、空調系単位電力ベクトルを生成する（ステップＳ１０７）。
【００５９】
ここで、空調系単位電力ベクトルを生成する手法について説明する。一般的に、オフィスとして利用されている中小ビルにおいては、朝時間帯から昼時間帯にかけて、空調機以外の照明等の機器の使用電力はあまり変化しない。一方、外気温の上昇に伴い、空調機の使用電力は、朝時間帯と昼時間帯とでは比較的大きく変化する。従って、朝時間帯から昼時間帯にかけては、空調機のみの使用電力が変化する時間と考えられる。従って、この性質を利用することで、機器群全体に供給される交流電力の値から、空調系単位電力ベクトルを生成することができる。
【００６０】
具体的には、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０２で選択したグループに属する日付毎に、作成した朝時間ベクトルと昼時間ベクトルとの差分ベクトルを求める。なお、この差分ベクトルは、余弦が正になるように作成する。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、日付毎に求めた各差分ベクトルを平均化した平均ベクトルを求める。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、この平均ベクトルを長さ１に正規化したベクトルを、ステップＳ１０２で選択したグループに対応する空調系単位電力ベクトルとして生成する。
【００６１】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０２で選択したグループに属する日付に計測された電力データから、非空調系単位電力ベクトルを生成する（ステップＳ１０８）。
【００６２】
ここで、非空調系単位電力ベクトルを生成する手法について説明する。一般的に、オフィスとして利用されている中小ビルにおいては、残業時間帯から帰宅時間帯にかけて、空調機の使用電力は概ね変化しない。一方、従業員が帰宅時に消灯等するため、空調機以外の機器の使用電力は、残業時間帯と帰宅時間帯とでは比較的大きく変化する。従って、残業時間帯から帰宅時間帯にかけては、空調機以外の機器のみの使用電力が変化する時間と考えられる。従って、この性質を利用することで、機器群全体に供給される交流電力の値から、非空調系単位電力ベクトルを生成することができる。
【００６３】
具体的には、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０２で選択したグループに属する日付毎に、作成した残業時間ベクトルと帰宅時間ベクトルとの差分ベクトルを求める。なお、この差分ベクトルは、余弦が正になるように作成する。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、日付毎に求めた各差分ベクトルを平均化した平均ベクトルを求める。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、この平均ベクトルを長さ１に正規化したベクトルを、ステップＳ１０２で選択したグループに対応する非空調系単位電力ベクトルとして生成する。
【００６４】
続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、生成した単位電力ベクトルを単位電力ＤＢ１２３に登録する（ステップＳ１０９）。
【００６５】
具体的には、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ１０７で生成した空調系単位電力ベクトルの有効電力成分と無効電力成分、ステップＳ１０８で生成した非空調系単位電力ベクトルの有効電力成分と無効電力成分、及び、ステップＳ１０２で選択したグループのグループＩＤを、新たに発行したベクトルＩＤ及び生成の時刻と合わせて単位電力ベクトルＤＢ１２５に登録する。これにより、単位電力ベクトルＤＢ１２５には、図５に示されるようなデータが書き込まれる。なお、既に、ステップＳ１０２で選択したグループのグループＩＤを有するデータが単位電力ベクトルＤＢ１２５に登録されている場合、単位電力ベクトル生成部１７２は、該データの単位電力ベクトル成分を更新する。
【００６６】
図７に戻り、続いて、単位電力ベクトル生成部１７２は、グループＤＢ１２４に登録されている全てのグループで、単位電力ベクトルを作成したか否かを判別する（ステップＳ１１０）。単位電力ベクトルを作成していないグループがある場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、単位電力ベクトル生成部１７２は、そのグループを選択して、対応する単位電力ベクトルを作成して登録する処理を繰り返す（ステップＳ１０２〜ステップＳ１０９）。全グループで単位電力ベクトルを作成した場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、単位電力ベクトル作成処理は終了する。
【００６７】
このように、単位電力ベクトル生成処理により、機器群に供給される交流電力を測定した日付のグループ毎に、該グループに最適な単位電力ベクトルが生成される。
【００６８】
（推定処理）
続いて、推定処理について説明する。電力算出部１７１が、電圧センサ２１〜２３、電流センサ３１〜３３の計測値から、機器群全体に供給される交流電力の有効電力と無効電力の値を算出し、電力ＤＢ１２３に電力データを書き込む度に、推定部１７３は、図９のフローチャートに示す推定処理を実行する。
【００６９】
まず、電力算出部１７１は、電力ＤＢ１２３から、最新の電力データを取得する（ステップＳ２０１）。
【００７０】
続いて、推定部１７３は、日付定義データ１２２を参照して、現在日付が、グループＤＢ１２４で定義されているグループのうちのどのグループに所属するかを判別する（ステップＳ２０２）。例えば、現在日付が「日曜日」である場合、現在日付は、日付属性「日曜日」のグループに所属していると判別すればよい。
【００７１】
現在日付がどのグループにも所属していない場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、対応する単位電力ベクトルは無く、空調の使用電力を推定することはできないため、推定処理は終了する。
【００７２】
現在日付が所属するグループが有る場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、推定部１７３は、このグループに対応する空調系単位電力ベクトルと非空調系単位電力ベクトルとを単位電力ベクトルＤＢ１２５から読み出す（ステップＳ２０４）。
【００７３】
続いて、推定部１７３は、ステップＳ２０１で取得した電力データが示す、機器群全体に供給される交流電力（有効電力、無効電力）を、空調系単位電力ベクトルと非空調系単位電力ベクトルとの線形和の形に分解するためのパラメータを算出する（ステップＳ２０５）。
【００７４】
具体的には、推定部１７３は、下記の連立方程式（式（１）及び式（２））を解いて、パラメータα及びβを算出する。
【００７５】
Ｐｄ＝α・Ｃｐ１＋β・Ｃｐ２  …（１）
Ｑｄ＝α・Ｃｑ１＋β・Ｃｑ２  …（２）
【００７６】
上記式（１）（２）中のＰｄ，Ｑｄは、それぞれ、ステップＳ２０１で取得した電力データが示す機器群全体に供給される交流電力の有効電力の値と無効電力の値とを示す。また、Ｃｐ１，Ｃｐ２は、それぞれ、ステップＳ２０４で読み出した空調系単位電力ベクトルの有効電力の成分と、非空調系単位電力ベクトルの有効電力の成分と、を示す。また、Ｃｑ１，Ｃｑ２は、それぞれ、ステップＳ２０４で読み出した空調系単位電力ベクトルの無効電力の成分と、非空調系単位電力ベクトルの無効電力の成分と、を示す。
【００７７】
続いて、推定部１７３は、ステップＳ２０５で算出したパラメータα及びβを用いて、空調機で使用される有効電力（空調系有効電力）と、空調機以外の機器（非空調機）で使用される電力（非空調系有効電力）とを推定する（ステップＳ２０６）。具体的には、推定部１７３は、α・Ｃｐ１の値を空調系有効電力、β・Ｃｐ２の値を非空調系有効電力と推定すればよい。
【００７８】
そして、推定部１７３は、推定した空調系有効電力と非空調系有効電力とを、新たに発行した推定結果ＩＤ及び日時と合わせて推定結果ＤＢ１２６に登録する（ステップＳ２０７）。これにより、推定結果ＤＢ１２６には、図６に示されるようなデータが新たに書き込まれる。なお、このデータに含まれる日時は、有効電力の推定に用いられた電力ＤＢ１２３の電力データに付されていた日時と等しくする。
【００７９】
続いて、推定部１７３は、推定した空調系有効電力と非空調系有効電力とを、表示装置４０に送信する（ステップＳ２０８）。表示装置４０は、例えば、受信した空調系有効電力と非空調系有効電力との値を、図１０に示すような円グラフで表示する。ユーザはこの表示を確認することで、空調機の使用電力を容易に確認することが可能となる。以上で、推定処理は終了する。
【００８０】
なお、上記の説明では、電力算出部１７１が最新の電力データを電力ＤＢ１２３に書き込んだタイミングで、推定部１７３が、該最新の電力データを対象に推定処理を実行した。しかしながら、推定処理を実行するタイミングや、対象とする電力データは任意である。例えば、ユーザが入力部１３を操作して、推定対象とする電力データを指定した場合に、推定部１７３が、指定された電力データを対象に推定処理を実行してもよい。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態に係る使用電力推定装置１０は、空調機の使用電力のみが主に変化する時間帯、および、非空調機の使用電力のみが主に変化する時間帯の使用電力の変化に着目し、中小ビルの機器群全体に供給される交流電力の記録（電力データ）から、単位電力ベクトル（空調系単位電力ベクトルと非空調系単位電力ベクトル）を生成し、生成した単位電力ベクトルを用いて空調機の使用電力を推定する。従って、空調機毎の受電点毎に電力センサを設けること無く、空調機によって使用される電力を容易に推定することが可能となる。
【００８２】
また、本実施形態に係る使用電力推定装置１０は、機器群全体に供給される交流電力を測定した各日付を、測定された電力の値の相関に基づいて複数のグループに分類し、グループ毎に単位電力ベクトルを生成する。そして、空調機の使用電力を推定する際には、対応するグループの単位電力ベクトルを用いて使用電力を推定する。従って、曜日や稼働日・非稼働日かによって使用電力の値に大きな相違がある場合でも、最適な単位電力ベクトルを用いて、空調機の使用電力を精度よく推定することが可能となる。
【００８３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない部分での種々の修正は勿論可能である。
【００８４】
例えば、一般的に、非空調系機器の力率は１に等しいことが知られている。従って、非空調系単位電力ベクトルを、有効電力成分１、無効電力成分０の固定のベクトルとして、生成した空調系単位電力のみを用いて使用電力を推定してもよい。このようにすることで、非空調系単位電力ベクトルを生成する必要が無く、空調系単位電力ベクトルのみを生成すればよいため、より簡単に空調機の使用電力を推定することが可能となる。
【００８５】
また、上記実施形態では、電力データが示す電力の値の相関に基づいて、交流電力を測定した各日付をグループに分類した。しかしながら、日付データのみを参照して、各日付の曜日や稼働日の有無を判別して、各日付をグループに分類してもよい。このようにすることで、グループ化処理をより高速に行うことが可能となる。
【００８６】
また、上記実施形態では、日付をグループに分類し、グループ毎に単位電力ベクトルを生成した。しかしながら、日付をグループに分類せず、１種類の単位電力ベクトルを生成し、空調機の使用電力を推定してもよい。この場合の単位電力ベクトル生成処理について、図１１のフローチャートを参照して説明する。
【００８７】
まず、単位電力ベクトル生成部１７２は、電力ＤＢ１２３から、直近１ヶ月間に測定した電力データを取得する（ステップＳ３０１）。
【００８８】
以下、単位電力ベクトル生成部１７２は、ステップＳ３０１で取得した電力データから、朝時間電力ベクトル、昼時間電力ベクトル、残業時間電力ベクトル、および、帰宅時間電力ベクトルを生成する（ステップＳ３０２〜ステップＳ３０５）。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、朝時間電力ベクトルと昼時間電力ベクトルの差分から空調系単位電力ベクトル、残業時間電力ベクトルと帰宅時間電力ベクトルの差分から非空調系単位電力ベクトルを生成する（ステップＳ３０６、ステップＳ３０７）。そして、単位電力ベクトル生成部１７２は、生成した単位電力ベクトル（空調系単位電力ベクトル、非空調系単位電力ベクトル）を単位電力ベクトルＤＢ１２５に登録する（ステップＳ３０８）。以上で単位電力ベクトル生成処理は終了する。
【００８９】
このように、日付をグループに分類せず、１種類だけの単位電力ベクトルを用いるため、使用電力推定の精度はやや劣るものの、単位電力ベクトルの生成をより高速に行うことが可能となる。また、この場合、グループＤＢ１２４を持つ必要が無いため、補助記憶部１２の記憶容量を節約することも可能となる。
【００９０】
また、上記実施形態では、朝時間帯（１０時〜１２時）から昼時間帯（１４時〜１６時）にかけての使用電力の変化から空調系単位電力ベクトルを生成した。しかしながら、他の異なる時間帯間の使用電力の変化から空調系単位電力ベクトルを生成してもよい。要するに、空調機の使用電力のみが主に変化する時間帯であれば、任意の時間帯の電力データから空調系単位電力ベクトルを生成してよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、残業時間帯（１９時〜２０時）から帰宅時間帯（２２時〜２３時）にかけての使用電力の変化から非空調系単位電力ベクトルを生成した。しかしながら、他の異なる時間帯間の使用電力の変化から非空調系単位電力ベクトルを生成してもよい。要するに、空調機以外の機器の使用電力のみが主に変化する時間帯であれば、任意の時間帯の電力データから非空調系単位電力ベクトルを生成してよい。
【００９２】
また、サマータイムの導入や、ノー残業デー等のように、季節や曜日によっては、中小ビルで利用されているオフィスの始業時間や帰宅時間が変化するような場合も考えられる。このような場合には、季節や曜日によって、空調系単位電力ベクトルや非空調系単位電力ベクトルを生成するために使用する電力データの時間帯を、適宜変化させてもよい。
【００９３】
また、例えば、本発明に係る使用電力推定装置１０の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータや情報端末機器等に適用することで、当該パーソナルコンピュータ等を本発明に係る使用電力推定装置１０として機能させることも可能である。
【００９４】
また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０  使用電力推定装置、  １１  主記憶部、  １２  補助記憶部、  １３  入力部、  １４  出力部、  １５  時計部、  １６  通信部、  １７  制御部、  １７１  電力算出部、  １７２  単位電力ベクトル生成部、  １７３  推定部、  ２１，２２，２３  電圧センサ、  ３１，３２，３３  電流センサ、  ４０  表示装置、  Ｃ１  受電設備
【図１】
0005615390.tif 000002
【図２】
0005615390.tif 000003
【図３】
0005615390.tif 000004
【図４】
0005615390.tif 000005
【図５】
0005615390.tif 000006
【図６】
0005615390.tif 000007
【図７】
0005615390.tif 000008
【図８】
0005615390.tif 000009
【図９】
0005615390.tif 000010
【図１０】
0005615390.tif 000011
【図１１】
0005615390.tif 000012